Фамилия Митрофанская — относительно редкая, и её происхождение напрямую связано с крестильным мужским именем Митрофан. Это греческое имя (Mitrophanes) переводится как «явленный матерью» или «матерью явленный», что отсылает к почитанию Богородицы. В святцах имя закрепилось благодаря святому Митрофану, первому патриарху Константинопольскому, и на Руси оно было распространено в крестьянской и купеческой среде.

Модель образования фамилии — типичная для русского дворянства и духовенства. Суффикс -ск- указывает на принадлежность к чему-то или на происхождение от географического названия. Чаще всего фамилии на -ский/-ская давались по названию поместья, вотчины или села. В данном случае основой могло стать село Митрофаново или Митрофанское — такие названия встречаются в разных губерниях России, например, в Тамбовской, Воронежской или Пензенской. Владелец такого села (например, помещик) получал фамилию по его имени, а его крестьяне или служащие — по месту жительства.

Другая, не менее вероятная версия — происхождение из духовного сословия. В семинариях часто давали фамилии по имени святого, в честь которого был освящён храм. Если предок служил в церкви Митрофана Воронежского (этот святой особенно почитался в XVIII–XIX веках) или в приходе, носившем такое название, то ему или его детям могли присвоить фамилию Митрофанский. Окончание -ская в этом случае — знак «благородного» звучания, типичного для духовных фамилий.

Таким образом, Митрофанская — это фамилия, которая либо указывает на владельческое село, либо на церковный приход, связанный с именем Митрофан. В любом случае корень один — личное имя, а суффикс -ск- подчёркивает сословную или территориальную принадлежность. Фамилия нечастая, и её носители, скорее всего, происходят из центральных чернозёмных областей России, где культ святого Митрофана Воронежского был особенно силён.